Category Archives: Astrofísica

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos

Caçadores da “partícula fantasma”

Por ser tão leve, neutro e pequeno, o neutrino, uma das mais abundantes partículas do Universo, atravessa tudo a todo momento sem ser notado. E aí estava um grande desafio da ciência. Para detectar um neutrino que chegou na Terra vindo de uma galáxia distante, foi necessário construir um experimento espantoso. Os cientistas instalaram 5.160 sensores do tamanho de holofotes de navio em um cubo de gelo de um quilômetro cúbico, enterrado a um quilômetro e meio de profundidade no coração da Antártida.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Em 2013, um neutrino vindo de uma distante galáxia foi detectado no grande cubo de gelo. A caçada de partículas de mais de um século começava a chegar ao fim, explicou o físico americano Francis Halzen, líder das pesquisas no IceCube. Ele esteve em São Paulo em outubro, quando foi apresentado como integrante do Comitê Internacional do Instituto Principia — um centro brasileiro recém-inaugurado de produção e difusão científica.

A busca pela origem dos raios cósmicos

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

A história dessa caçada remonta a uma experiência um tanto divertida, realizada em 1912. Os cientistas não sabiam o que fazia com que certos materiais na Terra ganhassem ou perdessem elétrons –a chamada ionização. E ficavam surpresos ao perceberem que o fenômeno ganhava intensidade diferente em locais altos, como no topo da torre Eiffel.

Para desvendar o mistério, o físico austríaco Victor Hess subiu aos céus em um balão levando sensores de radiação. Quanto mais subia, mais forte ficava a radiação captada. A conclusão de Hess foi que existiam partículas ionizantes vindo do espaço. Ele as batizou de raios cósmicos. “Os cientistas têm procurado de onde essas partículas partem há mais de um século”, conta Francis Halzen.

Que tiro foi esse?

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Os raios cósmicos são as partículas com as mais altas energias já observadas pelos cientistas. Grande parte é gerada em explosões de estrelas na Via Láctea. Mas aqueles com energias mais altas só podem ser produzidos em eventos cataclísmicos fora da Via Láctea, como explosões de supernovas e choques de galáxias.

Uma chuva de raios cósmicos, composta por prótons, elétrons, neutrinos, raios gama e outras partículas, cai constantemente sobre a Terra, mas nenhum cientista fazia ideia ao certo de onde vinham e o que os disparavam. “A forma que temos para conhecer o Universo é detectando a radiação que chega até nós”, explica Halzen. Os telescópios permitem observar as ondas eletromagnéticas que alcançam a Terra de diferentes formas — em luz visível, infravermelho, raios-x, ondas de rádio, etc.

“Mas os raios cósmicos que nos atingem chegam na forma de partículas”, completa o físico americano.

Entram aí algumas dificuldades: primeiro, qual instrumento utilizar para visualizar esses raios, uma vez que os telescópios não os captam. Outro problema é qual partícula observar. Prótons e elétrons são desviados de um lado para o outro, o que dificulta rastrear a origem.

Para encontrar a fonte dos raios cósmicos, portanto, seria necessário achar algo que viajasse até a Terra em linha reta. O pequeníssimo e invisível neutrino, quem diria, era a solução.

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Caçadores da “partícula fantasma”

Caçadores da "partícula fantasma"

Caçadores da “partícula fantasma”

O apelido “partícula fantasma” não é exagero. Neutrinos são levíssimos — algumas centenas de vezes mais leves que o elétron –, não têm carga elétrica e quase não possuem massa. De tão pequenos, atravessam astros e campos magnéticos sem se desviar, interagindo muito debilmente com a matéria. Bilhões dessas “partículas fantasmas” perpassam cada centímetro quadrado da Terra (e de nossos corpos) a cada segundo, vindas do espaço.

Os neutrinos existem em abundância no Universo conhecido, perdendo em número apenas para o fóton, a partícula de luz. Além de comporem os raios cósmicos, também são produzidos no Sol e surgem em reatores nucleares e aceleradores de partículas na Terra. A diferença é que os neutrinos dos raios cósmicos possuem energias altíssimas.

“A busca [por neutrinos] passou a fazer parte de uma das maiores questões da física e da astronomia: qual é a origem dos raios cósmicos?”, disse Halzen. Como viajam de suas fontes sem serem bloqueados e sem desvios, eram a pista certeira que os cientistas queriam. Mas como observar uma partícula praticamente invisível?

Diferentes experimentos já foram realizados para tentar flagrar neutrinos. Um deles, o Super-Kamiokande, construído no Japão em 1983, consiste numa piscina cilíndrica com 50 mil toneladas de água rodeada por 11.200 sensores de luz. Outro experimento feito na década de 1990 demonstrou que o gelo extremamente claro da Antártida podia interagir com neutrinos.

Essas armadilhas de neutrinos precisam ser grandes o suficiente para aumentar a probabilidade de captura de uma entre bilhões de “partículas fantasmas”. O neutrino não é observado diretamente, mas a partir de partículas secundárias eletricamente carregadas que são produzidas quando ele atravessa a água ou o gelo. “O IceCube foi construído para fazer exatamente isso”, conta Halzen.

A armadilha na Antártida

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Caçadores da “partícula fantasma”

Não foi fácil construir a engenhoca. O frio do polo Sul proíbe trabalhar no inverno, quando as temperaturas chegam a -80°C. Assim, foram necessários sete verões, entre 2004 e 2010, para perfurar e instrumentalizar 86 poços que chegavam a 2.450 metros de profundidade — ponto em que ficam os sensores que estão no pé do grande cubo de gelo.

Para ganhar tempo e aproveitar bem a luz do Sol que nunca se põe nessa época, os mais de 300 engenheiros, técnicos e cientistas se revezavam ao longo de 24 horas, todos os dias. Os sensores precisavam ser instalados rapidamente nos buracos de gelo derretido, antes que a água voltasse a congelar.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

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A construção do IceCube contou com a colaboração de mais de 40 instituições de pesquisa de todo o mundo e o investimento de 279 milhões de dólares (cerca de R$ 1 bilhão), a maior parte feita pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA. Após 2,1 milhões de quilos de carga levadas para a Antártida, as obras do Ice Cube chegaram ao fim, “concluídas no prazo, dentro do orçamento e excedendo significativamente as especificações de desempenho”, como diz relatório do observatório.

Era importante saber exatamente o que havia no gelo. Qualquer interferência no momento da detecção de um neutrino precisaria ser compreendida. Halzen explica que supercomputadores radiografaram e mapearam cada grão de poeira ali congelado. Calibrada a armadilha, bastava esperar a presa aparecer.

A montagem no IceCube

Laboratório custou 279 milhões de dólares (R$ 1 bilhão) e foi finalizado sem atrasos

Flagra e delação

Flagra e delação.

Flagra e delação.

Em 2013, os caçadores de neutrinos liderados por Halzen observaram uma extraordinária luminosidade azul dentro do cubo gelado. Tratava-se do efeito chamado Cherenkov, que ocorre quando uma partícula carregada eletricamente atravessa um meio como o gelo em velocidade superior à da luz nesse meio (no gelo, a luz pode se deslocar em velocidade mais baixa e inferior a de outros elementos).

Essa radiação eletromagnética era fruto de múons produzidos pela interação entre o gelo e uma outra partícula que havia adentrado o cubo. Eureca! Um neutrino de alta energia passava por ali. Com cerca de 300 teraelétrons-volts (TeV), quase 50 vezes a energia de partículas aceleradas no LHC (o maior acelerador de partículas do mundo), era certo que vinha de fora da Via Láctea.

Os sensores do IceCube registraram todos os dados das ondas de luz geradas. E os computadores do laboratório traçaram as coordenadas da trajetória da “partícula fantasma” dentro do cubo. O que o neutrino acabara de contar aos cientistas era a direção exata de sua trajetória de bilhões de anos-luz até a Terra. Mas nada mais do que isso. “Você vê os neutrinos cósmicos vindo do céu, mas ainda não sabe de onde estão vindo”, conta Halzen sobre a alegria misturada com frustração do momento da descoberta.

Como desvendar o mistério? Os cientistas sabem que o neutrino viaja praticamente na velocidade da luz. E se, com a direção do neutrino em mãos, eles olhassem para o céu e tentassem localizar alguma luz no ponto de onde ele veio? É elementar, diria um Sherlock Holmes da ciência.

Nasa

Operação mundial e fim do mistério

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Operação mundial e fim do mistério…

Existem diversos telescópios e detectores de ondas eletromagnéticas espalhados pela Terra e em órbita no espaço. Em 22 de setembro de 2017, no exato momento em que detectou um novo neutrino de alta energia, o IceCube emitiu um alerta para a comunidade astronômica internacional. Mais de 20 observatórios voltaram imediatamente suas lentes e sensores para o céu na direção que o neutrino do IceCube apontava.

A ideia era encontrar qualquer sinal que estivesse partindo daquela fonte. As observações começaram a ser feitas simultaneamente por times que totalizavam mais de mil cientistas de diferentes países. Até que um primeiro sinal foi identificado pelo telescópio espacial Fermi, da Nasa: um forte clarão em forma de raios gama, ao lado do ombro esquerdo da constelação Orion no céu noturno.

Tratava-se do blazar TXS 0506+056, localizada a 4 bilhões de anos-luz da Terra. Esse objeto celestial concentra grande quantidade de energia e está associado a um buraco negro. O Fermi sabia de sua existência há 10 anos, mas nunca tinha visto um brilho tão intenso vindo de sua direção. Depois do Fermi, o observatório Magic, situado nas Ilhas Canárias, também detectou o blazar. E outros observatórios viram o clarão. Bingo, era aquela a fonte.

Para Halzen, a operação conjunta marcou o início de uma nova era na astronomia. “A capacidade de fazer com que telescópios espalhados pelo globo realizem uma descoberta em cooperação com um detector de neutrinos é um marco do que os cientistas estão chamando de astronomia de múltiplas mensagens”, diz o cientista.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Operação mundial e fim do mistério…

Hoje, diversos neutrinos são detectados no Ice Cube a todo momento, e o laboratório tornou-se um importante centro de estudos de ponta. Ali são feitas pesquisas em astrofísica, glaciologia, tomografia da Terra, física quântica e partículas exóticas, dentre outras áreas. Há a expectativa de que descobertas sobre a matéria escura possam vir de lá.

Quanto aos raios cósmicos e os neutrinos, Halzen ressalta que eles continuam atingindo a Terra a todo instante, sem que saibamos de onde partem todas as gotas dessas tempestades. O que há de surpreendente então na saga da caçada de neutrinos?

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

A surpresa é que nós conseguimos solucionar o problema de mais de um século, e de uma maneira totalmente inesperada. Nós sabemos agora qual é uma das fontes dos raios cósmicos

Francis Halzen, cientista líder do IceCube

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Francis Halzen, cientista líder do IceCube.

Origem da Via Láctea: megafusão criou nossa galáxias como a conhecemos hoje.

Pesquisa mostra que a Via Láctea como conhecemos hoje é resultado de uma fusão com a galáxia Gaia-Enceladus, há 10 bilhões de anos

Pesquisa mostra que a Via Láctea como conhecemos hoje é resultado de uma fusão com a galáxia Gaia-Enceladus, há 10 bilhões de anos.

Como o espaço sideral é uma máquina do tempo e também uma sucessão de fusões, junções e separações, cada nova descoberta tem o poder de contar um pouquinho mais sobre a formação dele e, em última instância, de nós mesmos.

E a descoberta mais recente é de que a Via Láctea, galáxia onde está o Sistema Solar – e onde nós estamos -, se fundiu a outra galáxia, uma parceira chamada Gaia-Enceladus, 10 bilhões de anos atrás. A pesquisa a respeito, que ajuda a compreender um pouco sobre os movimentos e as formações naturais do espaço, está na última edição da revista científica Nature.

Essa fusão com Gaia-Enceladus deu origem à maior parte do halo da Via Láctea. Também teria sido responsável por moldar o seu disco, dando a ele uma certa forma inflada. Quem descobriu e descreveu precisamente como ocorreu essa megafusão espacial foi a astrônoma Amina Helmi e sua equipe, todos cientistas da Universidade de Groningen, na Holanda.

Soma de galáxias

Já era um consenso no meio astronômico de que grandes galáxias, como a Via Láctea, sempre são a fusão de galáxias menores. Assim, a Via Láctea não poderia ser diferente: também é produto de pequenas fusões.

Helmi se tornou obcecada pelo tema. Ao longo de sua carreira, a pesquisadora revirou os lugares conhecidos da Via Láctea, em busca de “fósseis” que pudessem auxiliar em sua pesquisa. A astrônoma lançou mão de dados como evolução, composição química, posição e trajetória das estrelas para compreender suas histórias. Com isso, é possível identificar as fusões que criaram o início da Via Láctea.

A cientista usa a composição química, a posição e a trajetória das estrelas no halo para deduzir sua história e, assim, identificar as fusões que criaram o início da Via Láctea.

Os dados foram obtidos por meio do satélite Gaia, uma bem-sucedida missão da Agência Espacial Europeia. Em abril deste ano, o projeto disponibilizou uma avalanche de dados para a comunidade astronômica, com informações de uma base de 1,7 bilhão de estrelas.

Comportamento estelar

Helmi observa sistematicamente a organização da Via Láctea desde os últimos 20 anos. “Esperávamos que as estrelas se fundissem com os satélites no halo”, afirma. “O que não esperávamos encontrar era o fato de que a maioria das estrelas-halo de fato tivesse uma origem compartilhada, em uma fusão muito grande”, diz.

Os cientistas identificaram que a “assinatura química” de muitas estrelas do halo são claramente diferentes das estrelas “nativas” da Via Láctea. “Estas são grupos bastante homogêneo, o que indica que eles compartilham uma origem comum”, comenta, sobre as “nativas”.

“As estrelas mais jovens da Gaia-Encefalodus são na verdade mais jovens do que as estrelas nativas, sobretudo na região hoje do disco principal”, diz Helmi. “Isso significa que o progenitor desse fenômeno já estava presente quando a fusão aconteceu, e Gaia-Encefalodus, por causa de suas dimensões diferentes, balançou e encheu-se.”

Em estudo anterior, a astrônoma Helmi já havia descrito o fenômeno. Ao analisar um conjunto de estrelas de origem comum, ela concluiu que as estrelas dessa bolha no halo são escombros da fusão da Via Láctea com uma galáxia que era um pouco mais massiva.

Gaia-Enceladus

Helmi e sua equipe concluíram que estrelas desse tipo, localizadas nesses conjuntos, são os escombros da fusão entre Via Láctea e uma outra galáxia, há cerca de 10 bilhões de anos.

Essa galáxia é conhecida como Gaia-Enceladus, em homenagem a Enceladus ,gigante que, na mitologia grega, nasceu de Gaia – deusa da Terra – e Urano – deus do Céu.

Enceladus também foi o nome que escolheram para batizar uma lua do planeta Saturno.

Helmi bem lembrou de que dados sobre cinemática, química, idade e distribuição espacial das estrelas da Via Láctea já vinham sendo coletados e arquivados pelo projeto Gaia-Enceladus – antes dos dados disponibilizados neste ano.

O projeto de pesquisa existe há cerca de 10 anos. “Foi incrível olhar para os novos dados do Gaia e perceber aquilo que eu já vislumbrava”, afirma a especialista.

Missão Gaia

A Missão Espacial Gaia, da Agência Espacial Europeia, foi lançada em dezembro de 2013. O satélite tem o objetivo de monitorar dados de estrelas, realizando medições de posição, de velocidade radial e de luzes.

Astrônomos encontram o que pode ser uma das estrelas mais antigas do Universo

Uma pequena estrela localizada a cerca de 1.590 anos-luz da Terra pode ter até 13,53 bilhões de anos, o que faria dela uma das estrelas mais antigas já descobertas.

Astrônomos encontram o que pode ser uma das estrelas mais antigas do Universo

A pequena estrela “ultrapobre em metais” se chama 2MASS J18082002–5104378 B — aqui abreviada para J1808-5104 — e foi descoberta por uma equipe de astrônomos liderada por Kevin C. Schlaufman, da Universidade Johns Hopkins. Estimada em 13,53 bilhões de anos de idade, ela está entre a primeira geração de estrelas a terem aparecido depois do Big Bang, que aconteceu 13,7 bilhões de anos atrás. Não apenas ela é uma das estrelas mais antigas da Via Láctea como também pode estar entre as estrelas mais antigas de todo o Universo. Os detalhes dessa descoberta devem ser publicados em uma edição futura do periódico Astrophysical Journal, mas uma versão de pré-impressão foi publicada no arXiv.

“Esta estrela talvez seja uma em dez milhões”, disse Schlaufman em um comunicado. “Ela nos diz algo muito importante sobre as primeiras gerações de estrelas.”

De fato, a descoberta está desafiando noções preconcebidas de como eram as estrelas mais antigas e de onde elas estão localizadas.

A primeira geração de estrelas a aparecer depois do Big Bang era composta exclusivamente por elementos como hidrogênio, hélio e vestígios de lítio. Quando essas estrelas primordiais explodiram como supernovas, elas salpicaram o cosmos com elementos mais pesados, que foram incorporados na geração seguinte de estrelas. Portanto, o teor de metal, ou metalicidade, das estrelas aumentou à medida que o ciclo de morte e nascimento continuou ao longo das eras.

Até hoje, astrônomos já detectaram cerca de 30 estrelas antigas pobres em metais, que tendem a ser tão massivas quanto o Sol. Mas a J1808-5104 tem apenas 14% da massa do Sol, o que leva Schlaufman e seus colegas a especular que se trata de uma anã vermelha.

A estrela recém-descoberta, que os astrônomos analisaram com os telescópios Magalhães, o Observatório Las Campanas e o Observatório Gemini, é excepcionalmente pobre em metais. E, de fato, ela tem a menor quantidade de elementos pesados já observados em uma estrela, em torno do mesmo teor de elementos pesados que o planeta Mercúrio. A quantidade de elementos pesados na J1808-5104 é tão baixa que os pesquisadores dizem que ela pode estar a apenas uma geração do Big Bang. Antes da nova descoberta, a estrela de Caffau era considerada a mais pobre em metais — uma estrela apenas um pouco menor que o nosso sol.

Astrônomos encontram o que pode ser uma das estrelas mais antigas do Universo

A nova estrela tem apenas 14% da massa do Sol, contendo o menor complemento de elementos pesados entre qualquer estrela conhecida. Imagem: Kevin Schlaufman/JHU

Estrelas do tamanho do Sol vivem por cerca de dez bilhões de anos, mas estrelas com massas baixas como essa, em teoria, poderiam queimar por trilhões de anos.

“Estrelas diminutas como essas tendem a brilhar por muito tempo”, disse Schlaufman. “Essa estrela envelheceu bem. Tem a mesma aparência hoje que tinha quando se formou, 13,5 bilhões de anos atrás.”

A localização desta estrela na Via Láctea também é estranha; a J1808-5104 faz parte do “disco fino” da galáxia, que é onde o Sol também está localizado. Estrelas antigas e pobres em metais não deveriam estar localizadas ali, uma área ativa e lotada que contém estrelas muito mais jovens. A descoberta sugere que o disco fino da Via Láctea seja cerca de três bilhões de anos mais velho do que se pensava anteriormente.

A J1808-5104 é o membro menor de um sistema de duas estrelas. Medindo a “oscilação” da estrela maior, que é causada pela influência gravitacional da estrela menor, os astrônomos foram capazes de inferir a massa da J1808-5104. Foi usada espectroscopia óptica de alta resolução para identificar elementos como carbono, oxigênio, ferro e outros.

Embora fascinantes, essas descobertas são estranhas e inesperadas. Portanto, a pesquisa precisará ser replicada por outros astrônomos para garantir que Schlaufman e sua equipe não cometeram algum tipo de erro. Além disso, a descoberta da J1808-5104 sugere a presença de estrelas ainda mais antigas na Via Láctea. Conforme mais estrelas antigas são descobertas, podemos aprender ainda mais sobre o Universo durante seu período inicial.

[The Astrophysical Journal]

https://gizmodo.uol.com.br/astronomos-encontram-estrela-antiga-universo/

Cientistas encontram luz misteriosa no espaço e não sabem identificá-la

Cientistas encontram luz misteriosa no espaço e não sabem identificá-la

Irradiada de estrela de nêutrons, iluminação pode ser um disco de poeira ou a presença de um vento energético

Cientistas encontram luz misteriosa no espaço e não sabem identificá-la

Com o auxílio do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos, detectaram uma estranha luz infravermelha emergindo de uma região ao redor da estrela de nêutrons RX J0806.4-4123. Eles acreditam que isso pode indicar a existência de características nunca antes vistas.

“Essa estrela de nêutrons pertence a um grupo de sete pulsares de raios-X próximos, apelidados de ‘os Sete Magníficos’, que são mais quentes do que deveriam ser, se considerarmos suas idades e reservatórios de energia disponíveis, fornecidos pela perda de energia de rotação”, disse em comunicado Bettina Posselt, líder do estudo. “Observamos uma extensa área de emissão de infravermelho ao redor desta estrela, cujo tamanho total se traduz em cerca de 200 unidades astronômicas na distância presumida do pulsar”.

Em um artigo publicado no Astrophysical Journal, os astrônomos propõem duas explicações para a misteriosa emissão infravermelha. A primeira é que há um disco de material, possivelmente feito de poeira, cercando a estrela. “Pode haver o que é conhecido como um ‘disco de retorno’ de material que se aglutinou ao redor da estrela de nêutrons após a supernova”, explicou Posselt. “Tal disco seria composto de matéria da estrela maciça progenitora. Sua interação subsequente com a estrela de nêutrons poderia ter aquecido o pulsar e retardado sua rotação.”

Segundo a pesquisadora, se essa hipótese for confirmada, isso poderá mudar a compreensão da astronomia de como as estrelas de nêutrons evoluíram.

A segunda explicação é que há um vento energético soprando da estrela de nêutrons que interage com o gás no espaço interestelar, criando uma característica conhecida como “nebulosa do vento pulsar”. Ventos pulsares são gerados quando as partículas são aceleradas no campo elétrico que é produzido pela rápida rotação de estrelas de nêutrons com um forte campo magnético.

Estrelas de nêutrons são produzidas quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas e passam por supernovas, que expelem as camadas externas de material. Se a massa da estrela que explode é insuficiente para produzir um buraco negro, a região central que sobrou entra em colapso sob a força da gravidade e é espremida a tal ponto que prótons e elétrons se combinam para formar nêutrons.

Devido à densidade extremamente alta, elas também possuem poderosos campos gravitacionais. O campo gravitacional na superfície de uma estrela de nêutrons é em torno de 200 bilhões de vezes o da Terra. As estrelas também podem girar rapidamente, até centenas de vezes por segundo. Algumas estrelas de nêutrons, como a RX J0806.4-4123, por exemplo, emitem raios intensos de radiação, parecidos com os faróis interestelares.

Esses feixes tendem a ser estudados no espectro de raios-X, raios gama e ondas de rádio, mas para as últimas pesquisas, a equipe usou a visão infravermelha do Hubble para observar RX J0806.4-4123 – que foi a primeira estrela de nêutrons na qual um sinal estendido foi visto apenas em luz infravermelha.

Telescópio Kepler enfim dá adeus, depois de mais de nove anos de missão

O venerado telescópio espacial Kepler, da NASA, que descobriu aproximadamente 2.700 exoplanetas em sistemas estelares distantes, foi oficialmente aposentado depois de, por fim, ficar sem combustível, conforme escreveu a agência espacial norte-americana em um comunicado nesta terça-feira (30). Quando foi lançado em 2009, o telescópio foi aparelhado com “a maior câmera digital equipada para observações no espaço sideral da época”, descreveu a NASA, e os cientistas na Terra tinham um conhecimento muito limitado dos planetas além do alcance do Sistema Solar.

Telescópio Kepler enfim dá adeus, depois de mais de nove anos de missão

Telescópio Kepler não está mais operando, anuncia NASA

Apesar de um defeito no sistema de direção e dos baixos níveis de combustível, a espaçonave de US$ 600 milhões permaneceu em ação por nove anos, fazendo 19 campanhas de observação — muito mais tempo do que sua missão prevista inicialmente, que duraria quatro anos. De acordo com o Verge, o Kepler agora está esperando um comando nas próximas duas semanas para desativar seu transmissor e outros instrumentos. Depois disso, ele irá silenciosamente se deslocar em uma órbita segura em torno da Terra (a uma distância de 151 milhões de quilômetros, embora essa distância deva aumentar ao longo do tempo).

Os cientistas da missão chegaram a se preocupar que a espaçonave pudesse ter ficado irreparavelmente ineficaz depois de um problema no sistema de direção em 2012, embora eles tenham, por fim, encontrado uma solução engenhosa em 2013, usando a pressão gerada pelos raios do Sol para compensar uma roda de reação falha, mirando-a em alvos de observação. Essa solução não restaurou a funcionalidade completa — o Kepler acabava conseguindo se direcionar por cerca de 83 dias por vez —, mas possibilitou o começo de outra fase de operações.

O telescópio também passou por problemas com um de seus propulsores por volta da época em que começou sua 19ª campanha de observação no fim de agosto deste ano e entrou em modo de hibernação, embora a NASA tenha conseguido trazê-lo de volta a serviço em setembro.

“Um dos oito propulsores mostrou desempenho não confiável, mas a equipe estimou que simplesmente remover o propulsor de uso durante disparos de precisão poderia resultar em um desempenho aceitável do sistema”, disse Alison Hawkes, porta-voz do Centro de Pesquisas Ames, da NASA, ao SpaceNews no mês passado. “Como resultado, as mudanças foram feitas, e a Campanha 19 foi, por assim dizer, iniciada”.

REPRESENTAÇÃO ARTÍSTICA DO TELESCÓPIO KEPLER (FOTO: NASA AMES/ W STENZEL/WIKIMEDIA COMMONS)

Telescópio Kepler não está mais operando, anuncia NASA

A nave funcionou mais ou menos com pouquíssimo combustível nos últimos meses. De acordo com o Space.com, a equipe da missão confirmou que suas reservas foram gastas duas semanas atrás.

“Como primeira missão de caça de planetas da NASA, o Kepler excedeu todas as nossas expectativas e abriu caminho para nossa exploração e busca de vida no Sistema Solar e além”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da Diretoria de Missão Científica da NASA em Washington D.C., em comunicado da NASA. “Não só ele nos mostrou quantos planetas poderiam estar por aí como também desencadeou um campo de pesquisa totalmente novo e robusto que tomou a comunidade científica. Suas descobertas lançaram uma nova luz sobre o nosso lugar no universo e iluminaram os mistérios e as possibilidades tentadoras entre as estrelas.”

“Agora, por causa do Kepler, o que pensamos sobre o universo mudou”, disse o diretor da divisão de astrofísica da NASA, Paul Hertz, em entrevista ao Verge. “O Kepler abriu o portão para a exploração do cosmos.”

O sucessor do telescópio, o muito mais potente Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), foi lançado em abril deste ano a bordo de um foguete Falcon 9, da SpaceX, e foi projetado para descobrir mais de 20 mil novos exoplanetas. Em algum momento, o TESS ganhará a companhia do telescópio espacial James Webb, que, apesar de estar uma bagunça agora, deve ser lançado em 2021.

Adeus, Kepler. E, embora você possa estar se encaminhando para uma escuridão a milhões de quilômetros de seu mundo natal, você mostrou que o cosmos pode não ser tão solitário, e suas contribuições não serão esquecidas. E vai saber… Talvez, um dia, alguém vá te buscar.

https://gizmodo.uol.com.br/adeus-telescopio-kepler/

O que é a ‘pasta nuclear’, material mais duro já descoberto no Universo

Material de estrutura única e considerado o mais forte até agora faz parte da composição das chamadas estrelas de neutrôns

Existe um material 10 bilhões de vezes mais resistente que o aço.

É o que aponta um estudo que calculou a dureza do material encontrado no interior da crosta das estrelas de nêutrons.

Material de estrutura única e considerado o mais forte até agora faz parte da composição das chamadas estrelas de neutrôns.

O que é a ‘pasta nuclear’, material mais duro já descoberto no Universo

Essas estrelas são aquelas que surgem quando as estrelas “convencionais” chegam a certa idade e então estouram e colapsam em uma massa de nêutrons.

O que os cientistas descobriram é que o material debaixo da superfície delas – batizado como pasta nuclear – é o mais forte do Universo.

‘Lasanha e espaguete’

O pesquisador Matthew Caplan, da Universidade McGill, no Canadá, e colegas da Universidade de Indiana e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, realizaram juntos as mais importantes simulações de computador já feitas sobre as crostas de estrelas de nêutrons.

Ilustração da pasta nuclear com estrutura em formato semelhante ao do espaguete, waffle e lasanha

Ilustração da pasta nuclear com estrutura em formato semelhante ao do espaguete, waffle e lasanha

Material de estrutura única e considerado o mais forte até agora faz parte da composição das chamadas estrelas de neutrôns.

As estrelas de nêutrons nascem como resultado de uma implosão que comprime um objeto do tamanho do Sol para aproximadamente o tamanho da cidade de Montreal, tornado-o “10 bilhões de vezes mais denso do que qualquer coisa na Terra”, explica Caplan em um comunicado da Universidade McGill.

Esta alta densidade faz com que o material que forma uma estrela como essas – a pasta nuclear – tenha uma estrutura única.

Sob a crosta das estrelas, prótons e nêutrons se unem em formas semelhantes a tipos de massa, como lasanha ou espaguete. Daí o nome “pasta nuclear”.

As enormes densidades e formas estranhas tornam essa massa incrivelmente rígida.

E ela poderia ser útil para os seres humanos?

“A pasta nuclear só existe graças à enorme pressão proporcionada pela gravidade da estrela de nêutrons. Se você retirar essa pasta da estrela, ela se decompõe e explode como uma bomba nuclear. É por isso que os seres humanos provavelmente não podem construir nada a partir dela no curto prazo”, diz Caplan à BBC News Mundo, serviço em espanhol da BBC.

E qual é a cor ou textura deste material?

“Se você pudesse segurar um punhado de pasta nuclear em sua mão, não conseguiria ver as diferentes formas, pois elas são muito menores que um átomo. O material estaria tão quente que brilharia em tom de vermelho vivo como a superfície do Sol. Além disso, explodiria”, acrescenta o especialista.

Descoberta importante

Para descobrir a pasta nuclear, foram necessários dois milhões de horas de processamento em simulações de computador ou o equivalente a 250 anos em um laptop com uma única unidade de processamento gráfico (GPU, da sigla em inglês) – usada principalmente para gerenciar e melhorar o desempenho de vídeos e gráficos.

Com estas simulações, os cientistas conseguiram esticar e deformar o material encontrado nas profundezas da crosta das estrelas de nêutrons.

Caplan afirma que esses resultados “são valiosos para os astrônomos que estudam as estrelas de nêutrons”.

“Sua camada externa é a parte que geralmente observamos, por isso é fundamental conhecer o interior, para interpretar as observações astronômicas dessas estrelas.”

As descobertas também poderiam ajudar os astrofísicos a entenderem melhor as ondas gravitacionais, porque os novos resultados sugerem que estrelas de nêutrons solitárias poderiam gerar pequenas ondas gravitacionais.

Conheça Hyperion, a maior estrutura espacial já descoberta.

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

Uma equipe internacional de astrônomos anunciou nesta quarta-feira a descoberta da maior estrutura já encontrada no espaço, um superaglomerado ancestral de galáxias com massa de mais de um milhão de bilhões de vezes a do Sol. Hyperion, como foi batizada, é a maior estrutura já vista nos primeiros 5 bilhões de anos do Universo.

Para compreender isto, precisamos lembrar que há um consenso no meio astronômico de que o Big Bang, ou seja, a explosão fundamental que deu origem ao Universo, ocorreu entre 13,3 bilhões e 13,9 bilhões de anos atrás.

Quando os cientistas miram telescópios para os confins do espaço, eles estão sempre observando o passado – afinal, a luz viaja a uma velocidade de 300 mil quilômetros por segundo e, ao olhar para o céu, o que se vê é a luz emitida pelos astros, sempre com algum grau de “delay”.

Por exemplo: a luz do nosso Sol, que está “perto” – em termos astronômicos -, chega a nós com um atraso de 8 minutos, que é o tempo que a luz demora para percorrer a distância.

No caso de Hyperion, ela está tão distante que a imagem obtida pelos cientistas é um retrato de mais de 11 bilhões de anos atrás – calcula-se que o superaglomerado ancestral de galáxias seja de quando o Universo era um jovem de 2,3 bilhões de anos.

Hyperion recebeu este nome por causa de suas dimensões colossoais em referência a um dos titãs da mitologia grega. Em português, é também chamado de Hiperião, Hipérion ou Hiperíon.

A descoberta

Catorze instituição científicas europeias, americanas e asiáticas fizeram parte da pesquisa que culminou na descoberta. Os trabalhos foram liderados pela astrônoma Olga Cucciati, do Instituto Nacional de Astrofísica de Bolonha, Itália, e pelo astrofísico Brian Lemaux, da Universidade da Califórnia.

Eles utilizaram um instrumento chamado VIMOS, do Very Large Telescope do Observatório de Paranal, localizado em uma montanha de 2.635 metros de altura em pleno deserto do Atacama, no norte do Chile.

O Very Large Telescope é o maior telescópio em funcionamento do mundo. Seu espelho principal tem 8,2 metros de diâmetro. Ele é operado pelo European Southern Observatory (ESO), de um centro técnico-científico que fica em Munique, na Alemanha.

“Nosso levantamento teve como alvo cerca de 10 mil galáxias do início do Universo, para observações com o VIMOS. Esse instrumento é capaz de observar a luz visível de várias centenas de galáxias simultaneamente e dispersar essa luz em suas diferentes cores como um prisma, de modo que possamos estudar a intensidade da luz em cada cor”, explicou à BBC News Brasil o astrofísico Lemaux.

A descoberta empolga os estudiosos do espaço porque permite compreender melhor os primeiros bilhões de anos pós-Big Bang.

“Como estruturas tão grandes e complexas nunca haviam sido verificadas antes a tais distâncias, não estava claro se o Universo era capaz de criar estruturas assim tão cedo em sua história”, diz Lemaux.

“Como é uma distância em que a gravidade teve pouco tempo para agir – afinal, estamos falando de apenas 2 bilhões de anos do início do Universo -, ver uma estrutura deste tipo com toda a sua complexidade é algo muito surpreendente.”

“Normalmente, estruturas desse tipo são conhecidos a distâncias mais recentes, indicando que o Universo precisou de muito mais tempo para evoluir e construir coisas tão grandes”, completa Cucciati. “Foi uma surpresa ver que algo evoluiu assim quando o Universo era relativamente jovem.”

Lemaux ressaltou que a quantidade de massa do Hyperion também é algo impressionante. “Ao somar todas as galáxias e inferir a quantidade de matéria escura dentro de Hyperion – sendo esta última a matéria que não podemos ver e que apenas age gravitacionalmente – descobrimos que a sua massa já estava próxima da dos superaglomerados atuais de galáxias”, compara.

“Um dos objetivos de nossa pesquisa é agora usar Hyperion e outras estruturas semelhantes para confrontar teorias de como a estrutura da teia cósmica, nome dado à estrutura de grande escala do universo, se forma e evolui”, comenta o cientista.

Para entender a ‘teia cósmica’

Sendo um conceito relativamente novo, a teia cósmica seria uma rede formada por todas as galáxias existentes, composta por invisíveis filamentos. De acordo com essa ideia, essas conexões formam a maior parte da matéria sideral.

Já os superaglomerados foram descobertos pela primeira vez em 1953. Trata-se de um conjunto gigantesco de galáxias – o que, segundo os cientistas, comprova que a distribuição delas no espaço não ocorre de forma uniforme.

A maior parte da comunidade astronômica hoje concorda que as galáxias estão agrupadas em conjuntos de cerca de 50 e aglomeradas em grupos de milhares.

Os superaglomerados são, portanto, conjuntos impressionantemente maiores.

Como olhar para eles é olhar para o passado, os cientistas acreditam que Hyperion “é uma estrutura que provavelmente está destinada a se tornar das maiores e mais massivas do universo atualmente”, define Lemaux.

“Em outras palavras, sistemas como ele semearam as maiores coleções de galáxias que podemos ver hoje nas proximidades da Terra, como o superaglomerado de Virgem, uma imensa estrutura que contém, entre muitos outros, o Grupo Local, o lar de nossa Via Láctea.”

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

Mapeamento

Graças ao instrumento VIMOS, os cientistas conseguiram fazer uma mapeamento tridimensional de Hyperion. A equipe descobriu, por exemplo, que a estrutura tem pelo menos sete regiões de alta densidade, conectadas por filamentos de galáxias. E ele aparenta ser diferente dos superaglomerados mais próximos da Terra.

“Enquanto os mais próximos tendem a ter uma distribuição de massa mais concentrada, com características estruturais claras, Hyperion tem a massa distribuída de maneira muito mais uniforme, em uma série de bolhas conectadas, povoadas por associações de galáxias”, afirma o astrofísico.

Os pesquisadores apontam que essa diferença se dá justamente porque os superaglomerados mais velhos tiveram bilhões e bilhões de anos para que a gravidade agisse, aproximando a matéria e, assim, criando regiões mais densas. Se este raciocínio estiver certo, Hyperion deve evoluir da mesma forma.

“Compreendê-lo e entender como ele se compara a estruturas semelhantes pode nos fornecer insights sobre como o Universo se desenvolveu no passado e evoluirá para o futuro”, diz Cucciati.

“Desenterrar este titã cósmico ajuda a descobrir a história dessas estruturas de larga escala.”

Ele conta que os cientistas também identificaram um grande reservatório de gás hidrogênio difuso “e relativamente frio” e uma região que parece conter sinais de um aglomerado de galáxias em formação.

“Essa imensa atividade e diversidade tem sido prevista a partir de alguns modelos de formação de galáxias e estruturas”, comenta. “Mas, com Hyperion, é a primeira vez que conseguimos vê-la em um sistema.”

“Embora o destino de toda estrutura seja incerto, estamos desenvolvendo modelos para prever a evolução das galáxias”, acrescenta. “Nossa esperança é, no futuro, que tais conexões nos permitam entender como as galáxias crescem, amadurecem e, eventualmente, chegam ao fim de suas vidas.”

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

     As ideias de matemáticos do século 19 deram a Einstein o que ele precisava para desenvolver a Teoria da Relatividade

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

As ideias de matemáticos do século 19 deram a Einstein o que ele precisava para desenvolver a Teoria da Relatividade

Sem as contribuições de János Bolyai, Nikolay Lobachevski e Bernhard Riemann, que descreveram o espaço curvo e as múltiplas dimensões, Albert Einstein teria enfrentado muitos obstáculos

O físico alemão Albert Einstein (1879-1955) é um gênio famoso. Sua imagem nos é familiar. Sua Teoria da Relatividade é célebre. Mas, sem as ideias de três matemáticos do século 19, essa que é a principal teoria de Einstein simplesmente não funcionaria.

A matemática é a chave para entender o universo físico. Como disse o filósofo italiano Galileu Galilei certa vez, sem o farol criado por essa ciência, estaríamos dando voltas em um labirinto escuro.

Matemáticos pioneiros deram a Einstein um mapa para navegar pelo labirinto mais escuro de todos: o tecido do Universo. János Bolyai, Nikolái Lobachevski e Bernhard Riemann criaram novas geometrias que nos levaram a mundos estranhos e flexíveis.

“Einstein era um bom matemático intuitivo e teve um pouco de problema com essas ideias, mas sabia o que queria. Quando viu o que Riemann havia feito, soube que era isso”, disse o físico teórico Roger Penrose à BBC.

Teorias de Euclides em xeque

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Durante 2.000 anos, os axiomas consagrados no grande trabalho de geometria “Os elementos”, de Euclides, foram aceitos comoverdades matemáticas absolutas e inquestionáveis.

A geometria de Euclides nos ajudou a navegar pelo mundo, construir cidades e nações, dando ao ser humano o controle sobre seu entorno.

Mas, na Europa, em meados do século 19, surgiu uma crescente inquietação em relação a algumas ideias de Euclides. Os matemáticos começaram a questionar se poderia haver outro tipo de geometria que ele não havia descrito, geometrias nas quais os axiomas de Euclides podiam ser falsos.

É difícil dizer o quão radical era essa sugestão. Tanto que um dos primeiros matemáticos a contemplar essa ideia, o alemão Carl Frederick Gauss, relutava em falar sobre o tema, apesar de ser considerado, neste momento, um Deus no mundo matemático.

Tinha uma reputação impecável.

A geometria de Euclides nos ajudou a navegar pelo mundo, a construir cidades e nações.

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Poderia ter dito qualquer coisa que a maioria dos matemáticos teria acreditado, mas se manteve em silêncio: não compartilhou com ninguém sua suspeita de que o espaço pudesse ser disforme.

‘Descobertas radicais’

Enquanto isso, na Hungria, Farkas Bolyai, outro matemático, também contemplava cenários em que a geometria de Euclides poderia ser falsa.

Bolyai havia estudado com Gauss na Universidade de Göttingen, na Alemanha, e voltado para sua casa na Transilvânia, na Romênia, onde havia passado anos lutando sem sucesso com a possibilidade de novas geometrias. Esse esforço o havia quase destruído.

“Viajei para além de todos os recifes desse infernal Mar Morto e sempre voltei com os mastros e velas danificados. Arrisquei sem pensar toda minha vida e felicidade.”

János Bolyai descobriu o que chamou de ‘mundos imaginários’

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

János Bolyai descobriu o que chamou de ‘mundos imaginários’.

Em 1823, recebeu uma carta do filho, também matemático, que estava com seu batalhão do Exército em Timisoara.

“Meu querido pai, tenho tantas coisas sobre as quais te escrever a respeito de minhas novas descobertas, que não posso fazer outra coisa que escrever essa carta, sem esperar sua resposta à minha carta anterior, e talvez não deveria fazê-lo, mas encontrei coisas lindas, que até a mim me surpreenderam, e seria uma pena perdê-las; meu querido pai verá e saberá, não posso dizer mais, apenas que do nada criei um mundo novo e estranho.”

O filho de Farkas Bolyai, János, havia descoberto o que chamou de “mundos imaginários”; mundos matemáticos que não satisfaziam os axiomas de Euclides, que pareciam ser completamente consistentes e sem contradições.

Bolyai escreveu imediatamente para o amigo Gauss contando as emocionantes descobertas que seu filho havia feito. Na sequência, Gauss enviou uma carta a um colega, elogiando o pensamento brilhante do jovem matemático.

“Recentemente, recebi da Hungria um pequeno artigo sobre a geometria não-euclidiana. O escritor é um jovem oficial austríaco, filho de um dos meus primeiros amigos. Considero o jovem geômetra J. Bolyai um gênio de primeira classe.”

Mas, na carta que escreveu a Bolyai, o tom foi bem diferente:

“Se começasse dizendo que não posso elogiar este trabalho, certamente ficaria surpreso por um momento. Mas não posso dizer o contrário. Elogiá-lo seria elogiar a mim mesmo. De fato, todo o conteúdo da obra, o caminho tomado por seu filho, os resultados aos quais se dirige, coincidem quase completamente com as minhas reflexões, que ocuparam parcialmente a minha mente nos últimos 30 ou 35 anos”.

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Uma carta de Gauss sobre as ideias de János Bolyai deixou o jovem geômetra desconsolado.

Uma carta de Gauss sobre as ideias de János Bolyai deixou o jovem geômetra desconsolado

O jovem János ficou completamente inconsolável. Seu pai tentou confortá-lo: “Certas coisas têm sua época, quando se encontram em locais diferentes, como a primavera quando as violetas florescem em todas as partes”.

Apesar do incentivo do pai para publicar, János Bolyai não escreveu suas ideias até alguns anos depois. Foi tarde demais.

Ele descobriu pouco depois que o matemático russo Nikolái Lobachevski havia publicado ideias muito similares, dois anos antes dele.

Além das três dimensões

As geometrias radicais de Bolyai e Lobachevski estavam confinadas a nosso universo tridimensional.

Mas foi um aluno de Gauss, na Universidade de Göttingen, que levou essas novas geometrias para uma direção ainda mais exótica.

Bernhard Riemann era um matemático tímido e brilhante, que sofria de problemas de saúde bastante sérios. Um dos seus contemporâneos, Richard Dedekind, escreveu sobre ele:

“Riemann está muito infeliz. Sua vida solitária e seu sofrimento físico o tornaram extremamente hipocondríaco e desconfiado de outras pessoas e de si mesmo. Ele fez as coisas mais estranhas aqui só porque acredita que ninguém pode aguentá-lo”. Em sua solidão, Riemann estava explorando os contornos dos novos mundos que havia construído.

  Pressionado pela universidade, Riemann foi forçado a apresentar suas ideias radicais.

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Pressionado pela universidade, Riemann foi forçado a apresentar suas ideias radicais

No verão de 1854, o introvertido Riemann enfrentou um grande obstáculo para poder se tornar professor na Universidade de Göttingen: teve que dar uma palestra pública na Faculdade de Filosofia. O departamento escolheu o tema: “Sobre as hipóteses que se encontram na base da geometria”.

Assim, ele se viu forçado a apresentar no dia 10 de junho as ideias radicais que havia formulado sobre a natureza da geometria. Na plateia, estava, entre outras pessoas, seu professor, Carl Frederick Gauss, campeão de matemática da época.

Ele mostrou aos matemáticos presentes como ver em quatro, cinco, seis ou mais dimensões, inclusive em N dimensões. Descreveu formas que só podiam ser vistas com as mentes dos matemáticos e as fez tão tangíveis para quem as escutava, como os objetos 3D são para a maioria das pessoas.

Se você não é matemático, há um lugar em que você pode experimentar algo próximo da quarta dimensão: o Grande Arco de La Défense, em Paris, criado pelo arquiteto Johan Otto von Spreckleson.

  O Grande Arco de La Défense, em Paris, criado pelo arquiteto Johan Otto von Spreckleson, representa a ideia da quarta dimensão..

O Grande Arco de La Défense, em Paris, criado pelo arquiteto Johan Otto von Spreckleson, representa a ideia da quarta dimensão..

O Grande Arco de La Défense, em Paris, criado pelo arquiteto Johan Otto von Spreckleson, representa a ideia da quarta dimensão

É um cubo de quatro dimensões no coração de uma Paris tridimensional, uma estrutura absolutamente impressionante pela qual poderiam passar as torres da Catedral de Notre Dame.

Mas mais surpreendente ainda é o poder da ideia que representa. Um supercubo no meio da capital francesa, com 16 esquinas, 32 bordas e 24 faces… extraordinário!

O arquiteto abriu para todos nós uma porta para outro mundo. Mas, para compreender realmente a vida além de três dimensões, se faz necessária a revolucionária matemática de Riemann.

Inspiração para Einstein

Cinco décadas após a célebre conferência de 1854, as ideias de Riemann viraram realidade.

Einstein estava tentando contemplar a estrutura do espaço quando se deparou com as teorias curvas do espaço N-dimensional desenvolvidas por Riemann.

“A princípio, ele não gostou. Pensou: ‘Os matemáticos complicam tanto a vida!'”, destaca o físico Roger Penrose.

 Segundo Einstein, os corpos têm um efeito de curvatura na estrutura do espaço-tempo ao seu redor.

Os matemáticos que ajudaram Einstein e sem os quais a Teoria da Relatividade não funcionaria.

Segundo Einstein, os corpos têm um efeito de curvatura na estrutura do espaço-tempo ao seu redor

“Mas ele logo soube que era o prisma certo, e era absolutamente crucial, porque essa geometria quadridimensional se enquadrava nas outras três dimensões, e Einstein se deu conta que poderia generalizá-lo da mesma maneira com que Reimann havia generalizado a geometria euclidiana ao torná-la curva.”

Usando a matemática de Riemann, Einstein promoveu um avanço extraordinário sobre a natureza do Universo: o tempo, ele descobriu, era a quarta dimensão.
A nova geometria de Riemann permitiu unificar espaço e tempo. E as estranhas geometrias curvas pensadas pela primeira vez por Gauss, descritas por Bolyai e Lobachevsky e generalizadas por Riemann, o ajudaram a resolver a relatividade.

Ao medir a distância entre dois pontos no espaço-tempo usando a geometria de Euclides, surgem diversos paradoxos preocupantes. Mas, quando se utiliza as geometrias não euclidianas de Bolyai e Lobachevsky, os paradoxos se dissolvem.

As geometrias destes matemáticos do século 19 foram a chave para a criação da Teoria da Relatividade. Essas ideias traçaram o mapa para navegar na estrutura do espaço e do tempo.

 

Nasa deve lançar nave que vai ‘tocar’ o Sol no dia 11

Nasa deve lançar nave que vai 'tocar' o Sol no dia 11

Nasa deve lançar nave que vai ‘tocar’ o Sol no dia 11

A Nasa, que há uma semana completou 60 anos de existência, está finalizando os preparativos para uma das missões espaciais mais audaciosas de sua história. Na madrugada do próximo sábado, um dos mais poderosos foguetes do mundo, o Delta IV Heavy, deverá iluminar os céus de Cabo Canaveral, na Flórida, levando em sua cápsula a nave Parker Solar Probe (PSP), que será o primeiro artefato humano a “tocar” o Sol.

Nasa deve lançar nave que vai 'tocar' o Sol no dia 11

Nasa deve lançar nave que vai ‘tocar’ o Sol no dia 11

No fim dessa aventura inédita, programada para durar sete anos, a PSP chegará a 6,3 milhões de quilômetros de distância da superfície do Sol, um sobrevoo muito próximo, considerando os mais de 150 milhões de quilômetros de distância que separam a Terra de sua estrela. Suportando temperaturas e níveis de radiação nunca enfrentados por outra espaçonave, a PSP tem o objetivo de desvendar uma série de mistérios científicos que intrigam astrofísicos há décadas.

Com custo de cerca de U$S 1,5 bilhão (aproximadamente R$ 5,5 bilhões), a missão deverá mudar radicalmente a compreensão sobre o Sol e sobre sua influência no clima espacial – incluindo as tempestades solares que afetam os sistemas de satélites e as redes de eletricidade na Terra, de acordo com Nicola Fox, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (EUA), que desenvolveu a missão PSP para a Nasa.

“A missão responderá questões sobre a física solar que têm nos deixado confusos por mais de seis décadas. É uma espaçonave carregada com inovações tecnológicas que resolverão muitos dos principais mistérios sobre a nossa estrela. Um dos objetivos centrais é descobrir por que a corona (parte externa da atmosfera) do Sol é tão mais quente que a superfície solar”, disse Fox.

Formada por plasma ultra-aquecido a milhões de graus, a corona envolve todo o Sol e consiste na parte externa de sua atmosfera – e ninguém sabe até hoje como ela pode ser milhares de vezes mais quente que a superfície e o interior do Sol. A corona também é, segundo cientistas, a origem do vento solar – um fluxo supersônico de partículas que o astro lança em todas as direções e afeta todo o Sistema Solar.

“Não sabemos como o vento solar se acelera tão rapidamente na corona, chegando a milhões de quilômetros por hora”, diz o diretor da divisão de ciência heliofísica da Nasa, Alex Young.

Para observar a origem dos ventos solares, a PSP vai “mergulhar” na corona. A nave deverá trazer mais informações sobre a corona e os ventos solares do que qualquer outro recurso científico já utilizado.

“Estamos nesse ambiente incrivelmente dinâmico do Sol e somos atingidos pelos ventos solares, que podem afetar não apenas a saúde de astronautas que trabalham no espaço, mas também nossos satélites, as telecomunicações e, em casos extremos, pode derrubar os sistemas de energia na Terra”, disse Young.

O que é preciso para ter vida fora da Terra? Estudo define mais um critério

Cientistas acreditam ter dado mais um passo na busca de vida fora da Terra. Em um universo com trilhões de milhões de planetas observáveis, é preciso definir filtros para direcionar a procura

O que é preciso para ter vida fora da Terra? Estudo define mais um critério

O que é preciso para ter vida fora da Terra? Estudo define mais um critério

– e um estudo publicado nesta quarta-feira (1º) propõe um critério para essa seleção: planetas com superfície rochosa, que recebam radiação ultravioleta (UV) suficiente para desencadear reações químicas como as que aconteceram por aqui.

Nos debates astronômicos atuais, já se fala em necessidade de água e de moléculas de carbono. Os pesquisadores agora defendem que se leve em conta também a quantidade de energia que o planeta recebe de seu sol para a produção de moléculas fundamentais para a vida.

Este trabalho nos permite ‘afunilar’ quais são os melhores lugares para procurar vida

Paul Rimmer, do Laboratório do Conselho de Pesquisa Médica de Biologia Molecular

Publicado na edição de hoje na revista científica Science Advances, o estudo foi desenvolvido por dois institutos do Reino Unido: o Laboratório do Conselho de Pesquisa Médica de Biologia Molecular e a Universidade de Cambridge.

O trabalho foi desenvolvido depois que Rimmer teve contato com as pesquisas do químico John Sutherland, que estuda como teriam ocorrido as reações responsáveis pelo surgimento da vida na Terra há bilhões de anos.

Sutherland e seu grupo acreditam que o carbono presente em meteoritos que se chocaram com o planeta interagiu com o nitrogênio da atmosfera. Na presença da luz UV proveniente do Sol, o cianeto que se formou passou a reagir com outros elementos da sopa primordial, como é chamada a mistura de compostos orgânicos da qual acredita-se que a vida se originou.

“O cianeto (HCN) tem três dos seis elementos que consideramos mais importantes, que seriam carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre, e ter uma estrutura como essa poderia contribuir para a formação de moléculas mais complexas”, disse ao UOL Fabio Rodrigues, professor do Instituto de Química da USP.

A partir dessas reações, teriam se formado os compostos necessários para a produção do RNA, que, por conseguir catalisar reações e se auto-replicar, é tido como a primeira fonte de informação genética.

Para testar essa hipótese, os pesquisadores recriaram as reações em laboratório usando lâmpadas UV e verificaram a formação de precursores de lipídios, aminoácidos e nucleotídeos.

Rimmer soube do estudo e ficou intrigado com o tipo de luz empregada. Ele, então, começou a medir a quantidade de energia emitida pelas lâmpadas dos testes de Sutherland e decidiu fazer comparações com a radiação de estrelas.

Planetas que correspondam aos critérios

O grupo passou a medir em laboratório o tempo para que as reações acontecessem na presença ou na ausência da luz UV. Notou-se que, no escuro, formavam-se compostos inertes, incapazes de gerar as moléculas que compõem as células. Certos de que a luz era necessária, os cientistas passaram então a fazer comparações em busca de estrelas que emitiam a luz necessária e pesquisaram planetas que as orbitavam.

O grupo descobriu que estrelas com a mesma temperatura do Sol – aproximadamente 5,5 mil graus Celsius na superfície – emitiam luz suficiente para a formação das moléculas fundamentais para a vida na superfície de seus planetas.

Com conhecimento disso e da necessidade de água, eles determinaram um rol de planetas com as características necessárias para a presença de vida. Nessa lista estão exoplanetas descobertos por meio do telescópio Kepler, entre eles o Kepler-425b, identificado em 2015 e apelidado de “primo” da Terra.

Os cientistas afirmam que as características necessárias podem não ser suficientes para a formação de organismos – pode haver outros fatores no processo –, mas esperam que o estudo ajude a indicar os locais com maiores possibilidades.

Acharam vida?

Os pesquisadores esperam que o estudo ajude a indicar os locais com maiores possibilidades de presença de vida, mas reforçam que as características necessárias podem não ser suficientes para formar organismos.

“Ainda não se sabe o que é suficiente. Ter todas as condições necessárias pode não ser o bastante. Posso colocar todos os elementos necessários e, mesmo após muitos anos, nunca ter vida”, comenta Rodrigues.

Ele também afirma que outras formas de energia podem ser consideradas na busca pelos cenários capazes de abrigar organismos. “O que sabemos é que é mais provável que as estruturas tenham se desenvolvido em formas sequenciais, primeiro um sistema, depois outro, e que é preciso haver uma fonte de calor. A energia da estrela pode ser essa fonte, mas não é a única. Se pensarmos na Terra, por exemplo, temos as fontes hidrotermais do fundo do mar”.

“Um cenário baseado em UV gera um grupo de interesse, um cenário com vulcões pode gerar outro e assim vamos conhecendo melhor e tentando selecionar quais planetas são mais interessantes de estudar e quais teriam condições para o desenvolvimento de moléculas orgânicas. Daí, se vai haver vida, é outra pergunta”, finaliza.